فولاد میکرو آلیاژی به عملیات حرارتی و کوئنچ و تمپر نیاز ندارد به همین دلیل، محبوبیت یافته‌است. با رفع نیاز به عملیات حرارتی، مشکلات مربوط به این فرایندها چون اعوجاج و ترک خوردگی نیز رفع می‌شود.

در این مقاله، قصد داریم به طور مفصل، به تعریف این نوع فولاد بپردازیم. با آیرومارت همراه باشید.

فولاد میکروآلیاژی چیست؟

در اواخر دهه ۶۰ میلادی، میکروآلیاژها با داشتن خواصی ویژه از جمله استحکام بالا به صنایع راه یافتند. این آلیاژ به دلیل استحکام بی‌نظیری که دارد به فولاد کم آلیاژی مقاومت بالا یا HSLA نیز معروف است. فولاد میکروآلیاژی، خانواده‌ای از فولادها را شامل می‌شود که عناصر وانادیم، تیتانیوم و نیوبیم را در ترکیب خود دارد. در ترکیب شیمیایی فولاد میکروآلیاژی مقدار کربن از ۰.۰۵ تا ۰.۰۹ درصد، منگنز حداکثر تا ۲ درصد و عناصر آلیاژی مذکور در بالا، در حدود ۰.۰۵ تا ۰.۱۵ درصد است.

گاهی به این عناصر آلیاژی، مقادیری بور، کروم، نیکل، مس و مولیبدن نیز افزوده می‌شود تا خواص مورد نظر دیگری چون مقاومت به خوردگی، ایجاد شود. افزودن این عناصر با دقت بالا و کنترل ناخالصی‌‌ها انجام می‌شود. پس از فورج گرم، انجام فرایندهای خنک‌کننده کنترل‌شده بر روی قطعه می‌تواند مقاومت کششی آن را تا ۱۲۰۰ مگاپاسکال افزایش دهد. این نوع آلیاژها را می‌توان جایگزین فولاد کم آلیاژی کرد. چرا که فولاد کم آلیاژی برای افزایش استحکام باید کوئنچ و تمپر شود. در صورتی که عملیات حرارتی انجام گیرد، احتمال اعوجاج و ترک خوردگی نیز کاهش می‌یابد. فولاد میکرو آلیاژی از لحاظ قیمت و عملکرد، بین انواع فولاد کربنی و فولاد کم آلیاژ قرار می‌گیرد.

ریزساختار و خواص فولاد میکروآلیاژی

فولاد میکروآلیاژی می‌تواند دارای یکی از ریزساختارهای فریتی – پرلیتی، باینیتی، مارتنزیتی یا چند فازی باشد. استحکام تسلیم این آلیاژها بسیار بالا و از ۲۶۰ تا ۱۰۰۰ مگاپاسکال است. یکی از علل ایجاد استحکام بالا حضور عنصر مولیبدن در ساختار این آلیاژ است. مولیبدن می‌تواند با ایجاد ساختار باینیتی یا ساختارهای چند فازی نظیر ساختارهایی که در فولادهای داپلکس وجود دارد، استحکام فولاد HSLA را افزایش دهد.

این نوع فولاد، خواص مطلوب زیادی چون جوش‌پذیری عالی، سختی یکنواخت در ساختار و مقاومت عالی در برابر خستگی و سایش دارند. ویژگی‌های ماشین‌کاری فولاد میکرو آلیاژی نیز به دلیل سختی یکنواخت و ریز ساختار فریتی – پرلیتی این مواد بسیار مطلوب است. از آن‌جایی که این نوع فولاد فرایندهای کوئنچ و تمپر نیاز ندارد، فولاد میکرو آلیاژی مستعد شکست‌ و ترک‌های ناشی از کوئنچ نخواهد بود. با این حال، فولاد آلیاژی معایب معدودی چون انعطاف‌پذیری و چقرمگی کمتر از فولادهای کوئنچ و تمپرشده را از خود نشان می‌دهند.

کاربرد فولاد میکروآلیاژی

در برخی صنایع، نیروی بسیار بالایی به قطعات وارد می‌شود به همین دلیل باید از قطعه‌ای استفاده شود که نسبت قدرت به وزن آن بالا باشد. یعنی در عین داشتن استحکام بالا، سبک وزن باشد. یکی از رایج‌ترین صنایع استفاده از فولاد میکروآلیاژ، صنعت خودرو است. این آلیاژ، نسبت به دیگر مواد مصرفی سبک و در عین حال مستحکم است. به همین دلیل از آن در ساخت قطعات شاسی، سیستم هدایت کننده و تعلیق، سپر و لاستیک خودرو استفاده می‌شود.

برخی قطعات جرثقیل‌ها، مخلوط کن بتن، ماشین‌های کشاورزی، کامیون‌ها، برج‌های انتقال قدرت و شافت‌ها از فولاد میکروآلیاژ ساخته می‌شوند.

خطوط لوله انتقال نفت و گاز، پل‌ها، سازه‌ها، برج‌های انتقال نیرو، قطب‌های سبک، پانل‌ها و مخازن ذخیره سازی هر یک می‌توانند یکی از صنایع استفاده از این آلیاژ باشند.

انواع فولاد کم آلیاژ

با توجه به درصد عناصر در ترکیب شیمیایی فولاد میکروآلیاژ ، می‌توان چندین نوع از این آلیاژ با خواص متفاوت و مطلوب را تولید کرد. از جمله ساختارهای معروف‌ترین انواع فولاد میکروآلیاژی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فولاد هوازده
• فولاد دو فازی فریتی مارتنزیتی
• فولاد HIC
• فولاد فریت سوزنی
• فولاد پرلیتی نورد شده

در میان انواع ذکر شده در بالا، فولاد هوازده، مقاومت به خوردگی بسیار بالایی دارد. علت این امر وجود یک لایه اکسید آهن بر روی فولاد هوازده است که لایه‌های زیرین را از زنگ زدگی حفظ می‌کند. فولاد میکروآلیاژی فریتی پرلیتی نیز از انواع معروف است که حضور وانادیم و نایوبیوم استحکام آن را افزایش داده‌اند.

فولاد فریت سوزنی شکل، نوعی فولاد کم کربن بینیتی است. قابلیت چقرمگی، فرم‌پذیری و جوشکاری فولاد میکروآلیاژ مذکور بسیار بالاست. در فولادهای دوفاز نیز، میکروساختار مارتنزیتی در زمینه فریتی توزیع شده که به فولاد خاصیت چکش‌خواری ضمن داشتن استحکام بالا می‌دهد.

سخن پایانی

فولاد به خودی خود آلیاژی از آهن است که کربن به آن افزوده شده است. آلیاژ فولاد که ماده اولیه ساخت انواع میلگرد آجدار و بدون آج، تیرآهن، نبشی و … است با افزودن عناصر دیگری که به کیفیت آن می‌افزایند تقویت خواهد شد. فولاد میکرو آلیاژ یکی از این محصولات است که با حضور درصدی عناصر آلیاژی، به فولادی با مقاومت و استحکام بالا تبدیل می‌شود. این نوع فولاد که در ساخت قطعات مختلف جرثقیل‌ها و خودروها، ساخت خطوط انتقال نفت و گاز، پل‌ها، سازه‌ها و … کاربرد دارد به فولادی معروف است که برای کسب استحکام به عملیات حرارتی خاصی نیاز ندارد.

در صورتی که در خصوص انواع آلیاژهای فولاد اطلاعاتی دارید، در قسمت نظرات با ما در میان بگذارید. همچنین می‌توانید جهت استعلام قیمت آهن و انواع مقاطع فولادی چون قیمت ورق ۱۷Mn4، قیمت میلگرد، قیمت تیرآهن، قیمت ورق گرم و سرد و … از طریق شماره تلفن ۰۲۱۴۵۳۰۶ با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.